(57)【要約】【課題】  プローブ針の位置情報を取得する第１撮像手段の温度を早く安定化できるようにしたウエーハとプローブ針との位置合わせ方法、プローブ検査方法及びプローブ検査装置を提供する。【解決手段】  ウエーハ１を載置するための支持ステージ１１と、この支持ステージ１１に対してＺ方向に離れた位置に設けられたプローブ針と、支持ステージ１１上に載置されたウエーハ１を加熱するための第１ヒータ３０と、支持ステージ１１をＸ、Ｙ方向に移動させるＸ方向移動ステージ２３等と、このＸ方向移動ステージ２３上に取り付けられて支持ステージ１１と一体となってＸ、Ｙ方向に移動し、プローブ針の位置情報を取得する下側カメラ１９と、この下側カメラ１９を加熱するための第２ヒータ４２と、プローブ針の支持手側に設けられて支持ステージ１１の位置情報を取得する上側カメラと、を備えたものである。【選択図】  図２
2005129778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを載置するためのステージと、前記ステージのウエーハ載置面に対して鉛直方向に離れた位置に設けられたプローブ針と、
前記ステージ上に載置された前記ウエーハを加熱するための第１加熱手段と、
前記ステージを前記ウエーハ載置面に対して水平方向に移動させる移動機構と、
前記移動機構に取り付けられて前記ステージと一体となって前記水平方向に移動し、前記プローブ針の位置情報を取得する第１撮像手段と、
前記第１撮像手段を加熱するための第２加熱手段と、
前記プローブ針の支持手側に設けられて前記ステージの位置情報を取得する第２撮像手段と、を備えたプローブ検査装置を用いて、
前記ステージ上に載置された前記ウエーハを加熱して所定温度に昇温させ、当該ウエーハに作り込まれた回路素子の電気的特性を検査する際に、当該ウエーハと前記プローブ針とを位置合わせする方法であって、
前記ステージ上に載置された前記ウエーハを前記第１加熱手段で加熱して所定温度に昇温させると共に、前記第１撮像手段を前記第２加熱手段で加熱する工程と、
前記ステージの位置情報が安定であることを確認した後で、前記ウエーハと前記プローブ針とを位置合わせする工程と、を含むことを特徴とするウエーハとプローブ針との位置合わせ方法。
【請求項２】
前記プローブ検査装置は、前記第１加熱手段と前記第２加熱手段、又はそのどちらか一方による加熱の影響を受けない平温領域であって前記第１撮像手段で撮像可能な所定部位に設けられたアライメントマークを備え、
前記ステージの位置情報が安定であることを確認する工程は、
前記移動機構により前記第１撮像手段を移動させて当該第１撮像手段の所定視野に前記アライメントマークを入れる第１工程と、
前記第１撮像手段の所定視野に前記アライメントマークを入れたときの前記ステージの位置情報を前記第２撮像手段で取得する第２工程と、
前記第１工程と前記第２工程とを複数回繰り返し、前記第２工程で取得された前記位置情報が安定であることを確認する第３工程と、からなることを特徴とする請求項１に記載のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法。
【請求項３】
前記第３工程では、前記第２撮像手段で前記ステージの位置情報を取得すると共に、前記第１撮像手段で前記プローブ針の位置情報を取得し、
取得された前記ステージの位置情報と前記プローブ針の位置情報とに基づいて、前記ウエーハと前記プローブ針とを位置合わせすることを特徴とする請求項２に記載のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法を行った後で、前記ウエーハに作り込まれた回路素子の電極部に前記プローブ針を接触させ、当該回路素子の電気的特性を検査することを特徴とするプローブ検査方法。
【請求項５】
ウエーハを載置するためのステージと、前記ステージのウエーハ載置面に対して鉛直方向に離れた位置に設けられたプローブ針と、
前記ステージ上に載置された前記ウエーハを加熱するための第１加熱手段と、
前記ステージを前記ウエーハ載置面に対して水平方向に移動させる移動機構と、
前記移動機構に取り付けられて前記ステージと一体となって前記水平方向に移動し、前記プローブ針の位置情報を取得する第１撮像手段と、
前記第１撮像手段を加熱するための第２加熱手段と、
前記プローブ針の支持手側に設けられて前記ステージの位置情報を取得する第２撮像手段と、を備えたことを特徴とするプローブ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハとプローブ針との位置合わせ方法、プローブ検査方法及びプローブ検査装置に係り、特に、半導体ウエーハに作り込まれたＩＣチップのパッド電極にプローブ針を接触させてその電気的特性を検査するプローブ検査技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体ウエーハに作り込まれたＩＣチップの電気的特性（抵抗値、耐圧、リーク電流、出力電流、出力電圧、閾値電圧、又は回路動作等）を検査する検査装置として、プローバが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この種のプローバは、所定の検査プログラムにしたがって、半導体ウエーハに作り込まれたＩＣチップのパッド電極にプローブ針を当て、このパッド電極を介して、ＩＣチップに所定の試験信号を印加し、または出力信号を検出することによって、このＩＣチップの電気的特性を自動的に検査するものである。
【０００３】
また、近年では、ＩＣチップの微細化、高集積化が進みつつあり、このＩＣチップのパッド電極も小さくなりつつある。例えば、ＩＣチップのパッド電極は、通常、平面視での形状が矩形であり、その大きさは例えば縦方向に２０〜１００［μｍ］、横方向に２０〜１００［μｍ］程度である。ＩＣチップの微細化、高集積化が進展する中で、プローバを用いてプローブ検査を正しく行うためには、プローブ針をＩＣチップのパッド電極に精度良く接触させることが重要であり、ウエーハとプローブ針との位置合わせには極めて高い精度が要求されている。
【０００４】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は従来例に係るプローバ２００の構成例を示す側面図と、平面図である。図４（Ａ）に示すように、このプローバ２００は、半導体ウエーハ（以下で、単にウエーハと略称する）１を載置するための支持ステージ２１１と、この支持ステージ２１１の上方でプローバ２００の筐体に固定されたテストヘッド２１３と、このテストヘッド２１３に着脱可能に取り付けられたプローブカード２１５と、支持ステージ２１１の上方であって、テストヘッド２１３や、プローブカード２１５から外れた位置に取り付けられた上側カメラ２１７と、プローブカード２１５の下方であって支持ステージ２１１の側方に取り付けられた下側カメラ２１９とを備えている。
【０００５】
ここでは、支持ステージ２１１のウエーハ載置面に対して鉛直方向をＺ方向と言い、この支持ステージ２１１のウエーハ載置面に対して水平方向をＸ方向、Ｙ方向と言う。支持ステージ２１１はＺ方向に昇降可能であり、かつ、Ｚ軸を軸に自転（即ち、θ方向に回転）可能になっている。
また、図４（Ｂ）に示すように、このプローバ２００は、支持ステージ２１１と、下側カメラ２１９とをＸ軸２２１に沿ってＸ方向に移動させるＸ方向移動ステージ２２３と、このＸ方向移動ステージ２２３をＹ軸２２５に沿ってＹ方向に移動させるＹ方向移動ステージ２２７とを備えている。図４（Ａ）に示すように、このＸ方向移動ステージ２２３上に下側カメラ２１９と、支持ステージ２１１とが取り付けられている。このプローバ２００では、上側カメラ２１７によってウエーハ１や、このウエーハ１を載せる支持ステージの位置を認識し、下側カメラによってプローブ針２１５ａの位置を認識することが可能である。そして、これらの第１、下側カメラ２１７、２１９によって取得された位置情報に基づいて、ウエーハ１とプローブ針２１５ａとの位置合わせを行っている。
【０００６】
図５は、支持ステージ２１１の構成例を示す概念図である。図５に示すように、支持ステージ２１１の内部には、この支持ステージ２１１上に載置されたウエーハ１を加熱するためのヒータ２３０が設けられている。例えば、１００〜１５０［℃］程度の高温度下でのＩＣチップの回路動作や、その信頼性等を検査する場合には、このヒータ２３０を動作させて支持ステージ２１１上のウエーハを１００〜１５０［℃］程度まで昇温させる。次に、この支持ステージ２１１や、この支持ステージ２１１上に載置されたウエーハ１の温度を安定させるために、ヒータ２３０を動作させたまま一定時間だけプローバ２００を待機させる。そして、一定時間が経った後で、プローブ針をＩＣチップのパッド電極に接触させて、このＩＣチップの電気的特性を測定する。
【特許文献１】特開平６−３１８６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来例に係るプローバ２００を用いた検査方法によれば、高温度下でのＩＣチップの回路動作や、その信頼性等を検査する場合には、ヒータ２３０を動作させたまま一定の時間だけプローバ２００を待機させて、支持ステージ２１１とウエーハ１の温度をそれぞれ安定させていた。
しかしながら、このヒータ２３０から発生した熱は支持ステージ２１１やウエーハ１だけでなく、Ｘ方向移動ステージ２２３や空間を介して下側カメラ２１９にも伝わり、この下側カメラ２１９の温度も上昇させていた。図５に示すように、この下側カメラ２１９は支持ステージ２１１よりもヒータ２３０からの離隔距離が大きいので、通常、この下側カメラ２１９は支持ステージ２１１よりも温度の上昇と安定に多くの時間がかかる。
【０００８】
このため、プローバ２００を待機させて一定時間が経ち、支持ステージ２１１やウエーハ１の温度がそれぞれ安定した後も、下側カメラ２１１の温度は安定せず、この下側カメラ２１１の位置がＸ、Ｙ、Ｚ方向にそれぞれ変動している状態で、ウエーハ１とプローブ針２１５ａとを位置合わせしてしまうおそれがあった。下側カメラ（以下で、第１撮像手段ともいう）２１９の位置が安定しないままウエーハ１とプローブ針２１５ａとの位置合わせ（アライメント）を行うと、このアライメントにずれが生じてしまい、ＩＣチップのパッド電極とプローブ針２１５ａとを正しく接触させることができないおそれがある。
【０００９】
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、プローブ針の位置情報を取得する第１撮像手段の温度を早く安定化できるようにしたウエーハとプローブ針との位置合わせ方法、プローブ検査方法及びプローブ検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するために、本発明に係る第１のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法は、ウエーハを載置するためのステージと、前記ステージのウエーハ載置面に対して鉛直方向に離れた位置に設けられたプローブ針と、前記ステージ上に載置された前記ウエーハを加熱するための第１加熱手段と、前記ステージを前記ウエーハ載置面に対して水平方向に移動させる移動機構と、前記移動機構に取り付けられて前記ステージと一体となって前記水平方向に移動し、前記プローブ針の位置情報を取得する第１撮像手段と、前記第１撮像手段を加熱するための第２加熱手段と、前記プローブ針の支持手側に設けられて前記ステージの位置情報を取得する第２撮像手段と、を備えたプローブ検査装置を用いて、前記ステージ上に載置された前記ウエーハを加熱して所定温度に昇温させ、当該ウエーハに作り込まれた回路素子の電気的特性を検査する際に、当該ウエーハと前記プローブ針とを位置合わせする方法であって、前記ステージ上に載置された前記ウエーハを前記第１加熱手段で加熱して所定温度に昇温させると共に、前記第１撮像手段を前記第２加熱手段で加熱する工程と、前記ステージの位置情報が安定であることを確認した後で、前記ウエーハと前記プローブ針とを位置合わせする工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、ステージは、例えば熱伝導に優れた金属等で構成されることが多い。また、第１加熱手段は例えばステージの内部に設けられたヒータ等であり、第２加熱手段は例えば第１撮像手段を移動機構上で支持する支持部の内部に設けられたヒータ等である。
本発明に係る第１のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法によれば、従来方式と比べて、ステージ上に載置されたウエーハを第１加熱手段で加熱する際に、この第１加熱手段から第１撮像手段への熱拡散を少なくすることができ、第１撮像手段の温度を短時間で安定させることができる。従って、第１撮像手段の位置が早くから安定した状態で、ウエーハとプローブ針との位置合わせを行うことができ、これらの位置合わせの精度向上に貢献することができる。
【００１２】
本発明に係る第２のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法は、上述した第１のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法において、前記プローブ検査装置は、前記第１加熱手段と前記第２加熱手段、又はそのどちらか一方による加熱の影響を受けない平温領域であって前記第１撮像手段で撮像可能な所定部位に設けられたアライメントマークを備え、前記ステージの位置情報が安定であることを確認する工程は、前記移動機構により前記第１撮像手段を移動させて当該第１撮像手段の所定視野に前記アライメントマークを入れる第１工程と、前記第１撮像手段の所定視野に前記アライメントマークを入れたときの前記ステージの位置情報を前記第２撮像手段で取得する第２工程と、前記第１工程と前記第２工程とを複数回繰り返し、前記第２工程で取得された前記位置情報が安定であることを確認する第３工程と、からなることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、第１加熱手段と第２加熱手段、又はそのどちらか一方による加熱の影響を受けない平温領域とは、ヒータ等による加熱の影響を何ら受けることなく一定温度を厳密に維持し続けるような領域だけを意味するものではない。本発明の平温領域とは、ヒータ等の加熱によってその温度は多少変動するものの、アライメントマークの位置や大きさはほとんど変化しない（即ち、その変化量は無視できる）程度の領域も含むものである。
【００１４】
本発明に係る第２のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法によれば、ヒータ等による加熱の影響を受けない平温領域に設けられたアライメントマークに対して、このステージの位置が安定しているかどうかを見ることで、このステージと、このステージ周辺の移動機構や第１撮像手段等の温度が安定したかどうかを判定することができる。従って、気温や湿度、気圧等に関係なく、ウエーハとプローブ針との位置合わせを精度良く行うことができ、待ち時間の削減に貢献することができる。
【００１５】
また、ステージの位置情報の取得方法については、ウエーハ載置面の鉛直方向（Ｚ方向）から第２撮像手段でステージを撮影することにより、このステージのＸＹ平面での位置、即ち、ステージの座標位置（Ｘ，Ｙ）を取得することが可能である。また、このステージの縁や、このステージの表面全体に刻まれた格子状のパターン等に第２撮像手段の焦点を合わせ、焦点が合ったときの焦点距離を求めることで、この第２撮像手段からステージまでの距離、即ち、ステージの座標位置（Ｚ）を取得することが可能である。
【００１６】
本発明に係る第３のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法は、上述した第２のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法において、前記第３工程では、前記第２撮像手段で前記ステージの位置情報を取得すると共に、前記第１撮像手段で前記プローブ針の位置情報を取得し、取得された前記ステージの位置情報と前記プローブ針の位置情報とに基づいて、前記ウエーハと前記プローブ針とを位置合わせすることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る第３のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法によれば、温度の安定が確認された第１撮像手段を用いてプローブ針の位置情報を取得するので、ウエーハとプローブ針との位置合わせをさらに精度良く行うことができる。
本発明に係るプローブ検査方法は、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法を行った後で、前記ウエーハに作り込まれた回路素子の電極部に前記プローブ針を接触させ、当該回路素子の電気的特性を検査することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明に係るプローブ検査方法によれば、上述した第１から第３のウエーハとプローブ針との位置合わせ方法の何れか一つが応用されるので、従来方式と比べて、第１撮像手段の温度を短時間で安定させることができる。従って、第１撮像手段の位置が早くから安定した状態で、ウエーハとプローブ針との位置合わせを行うことができ、これらの位置合わせの精度向上に貢献することができる。
【００１９】
本発明に係るプローブ検査装置は、ウエーハを載置するためのステージと、前記ステージのウエーハ載置面に対して鉛直方向に離れた位置に設けられたプローブ針と、前記ステージ上に載置された前記ウエーハを加熱するための第１加熱手段と、前記ステージを前記ウエーハ載置面に対して水平方向に移動させる移動機構と、前記移動機構に取り付けられて前記ステージと一体となって前記水平方向に移動し、前記プローブ針の位置情報を取得する第１撮像手段と、前記第１撮像手段を加熱するための第２加熱手段と、前記プローブ針の支持手側に設けられて前記ステージの位置情報を取得する第２撮像手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明に係るプローブ検査装置によれば、ステージ上に載置されたウエーハを第１加熱手段で加熱する際に、第１撮像手段を第２加熱手段で加熱することができるので、この第１加熱手段から第１撮像手段への熱拡散を少なくすることができ、この第１撮像手段の温度を短時間で安定させることができる。従って、第１撮像手段の位置が早くから安定した状態で、ウエーハとプローブ針との位置合わせを行うことができ、これらの位置合わせの精度向上に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るウエーハとプローブ針との位置合わせ方法、プローブ検査方法及びプローブ検査装置について説明する。
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るプローブ検査装置１００の構成例を示す側面図と、平面図である。このプローバ１００は、半導体ウエーハ（以下で、単にウエーハと略称する）に作り込まれたＩＣチップの電気的特性を検査する際に使用される装置である。
【００２２】
図１（Ａ）に示すように、このプローバ１００は、半導体ウエーハ（以下で、単にウエーハと略称する）を載置するための支持ステージ１１と、この支持ステージ１１の上方でプローバ１００の筐体に固定されたテストヘッド１３と、このテストヘッド１３に着脱可能に取り付けられたプローブカード１５と、支持ステージ１１の斜め上方に架設されたカメラブリッジ１６とを備えている。
【００２３】
また、このプローバ１００は、カメラブリッジ１６に取り付けられた上側カメラ１７と、プローブカード１５の下方であって支持ステージ１１の側方に取り付けられた下側カメラ１９とを備えている。さらに、図１（Ｂ）に示すように、このプローバ１００は、Ｘ軸２１に沿って移動可能なＸ方向移動ステージ２３と、Ｙ軸２５に沿って移動可能なＹ方向移動ステージ２７とを備えている。そして、このプローバ１００は、カメラブリッジ１６の下側の面、即ち、支持ステージ１１の斜め上方にアライメントマーク５０を備えている。
【００２４】
この実施形態では、支持ステージ１１のウエーハ載置面に対して鉛直方向をＺ方向と言い、この支持ステージ１１のウエーハ載置面に対して水平方向をＸ方向、Ｙ方向と言う。支持ステージ１１はＺ方向に昇降可能であり、かつ、Ｚ軸を軸に自転（即ち、θ方向に回転）可能になっている。この支持ステージ１１は、例えば電気および熱の良導体である金属からなるものであり、アースに接続されている。
【００２５】
図２に示すように、この支持ステージ１１の内部には、この支持ステージ２１１上に載置されたウエーハ１を加熱するための第１ヒータ３０が設けられている。この支持ステージ１１上にウエーハ１を載せ、第１ヒータ３０を動作させることで、このウエーハ１を加熱し、このウエーハ１を例えば１００〜１５０［℃］程度の高温度まで昇温させるようになっている。
【００２６】
図１（Ａ）に示すテストヘッド１３は、所定の検査プログラムに従ってプローブカード１５に所定の電気信号を出力し、又は戻りの電気信号を受けることによって、ウエーハ１に作り込まれたＩＣチップの電気的特性を測定するものである。また、プローブカード１５は、プリント基板に複数のプローブ針を備えたものである。このプローブカード１５のプローブ針１５ａの配置は、検査されるＩＣチップのパッド電極の配置に対応している。
【００２７】
図１（Ａ）に示す上側カメラ１７は、例えば低倍率レンズと高倍率レンズとを備えており、その両方のレンズはカメラブリッジ１６の斜め下方にある支持ステージ１１等に向けられている。ここで、低倍率レンズとは例えば１０〜５０倍率のレンズであり、高倍率レンズとは例えば１００〜２００倍率のレンズである。
このプローバ１００では、支持ステージ１１や、支持ステージ１１上のウエーハ１を上側カメラ１７で撮影することにより、この支持ステージ１１や、ウエーハ１の座標位置（Ｘ，Ｙ）を取得するようになっている。また、このプローバ１００では、支持ステージ１１表面全体に刻まれた格子状パターン（図示せず）や、この支持ステージ１１の周縁等に上側カメラ１７の焦点（ピント）を合わせ、ピントが合ったときの焦点距離から支持ステージ１１や、ウエーハ１の座標位置（Ｚ）を取得するようになっている。この上側カメラは、例えばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）カメラである。
【００２８】
図１（Ａ）に示すように、下側カメラ１９は、支持ステージ１１の側方であってＸ方向移動ステージ２３上に取り付けられている。この下側カメラ１９は、低倍率カメラと高倍率カメラとから構成されており、Ｘ方向移動ステージ２３上からプローブ針の位置等を認識するようになっている。この下側カメラ１９は、例えばＣＣＤカメラである。
図２に示すように、この下側カメラ１９をＸ方向移動ステージ２３上で支える支持部４０には、Ｚ方向への専用の駆動系（図示せず）が設けられており、この駆動系を動作させることによって、下側カメラ１９だけをＺ方向に移動させることが可能となっている。また、この下側カメラ１９を支える支持部４０の側壁には、第２ヒータ４２が設けられている。この第２ヒータ４２は、支持部４０を加熱して、この支持部４０に支えられた下側カメラ１９を例えば５０〜１５０［℃］程度まで昇温させるようになっている。
【００２９】
Ｘ方向移動ステージ２３は、支持ステージ１１と下側カメラ１９とを下側から支え、この支持ステージ１１と下側カメラ１９とをＸ軸２１に沿って一体に移動させるものである。また、図１（Ｂ）に示すように、Ｙ方向移動ステージ２７は、このＸ軸２１とＸ方向移動ステージ２３とを下側から支え、このＸ軸２１とＸ方向移動ステージ２３とをＹ軸２５に沿って一体に移動させるものである。このＸ方向移動ステージ２３の駆動系による移動動作と、Ｙ方向移動ステージ２７の駆動系による移動動作とを組み合わせることで、支持ステージ１１はＸ方向及びＹ方向に移動するようになっている。
【００３０】
さらに、図２に示すように、アライメントマーク５０は、例えば平面視で十字状の形状を有し、支持ステージ１１の斜め上方にあるカメラブリッジの下側の面に設けられている。図１（Ｂ）において、カメラブリッジ１６と支持ステージ１１との間の離隔距離は、Ｘ方向移動ステージ２３及びＹ方向移動ステージ２７との移動動作によって支持ステージ１１が最もカメラブリッジ１６に接近した場合でも、例えば１０［ｍｍ］以上は確保されている。このような構成により、このカメラブリッジ１６に取り付けられたアライメントマーク５０と上側カメラは、支持ステージ１１内の第１ヒータ３０による加熱の影響をほとんど受けずに、平温（略一定の温度）を維持するようになっている。
【００３１】
図３は、ウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせ方法を示すフローチャートである。次に、ウエーハ１を支持ステージ１１上に載せ、このウエーハ１を加熱して例えば１２５［℃］程度の高温度に昇温させ、その後、このウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせを行う方法について説明する。
まず始めに、図３のステップ（Ｓ）１で第１ヒータ３０の電源は入れて、支持ステージ１１上のウエーハ１を加熱し、このウエーハ１を凡そ１２５［℃］付近まで昇温させる。次に、図３のステップ２で、第２ヒータ４２の電源を入れて支持部４０を加熱し、この支持部４０で支えられた下側カメラ１９を所定温度まで昇温させる。
【００３２】
ここで、この所定温度とは、第１ヒータ３０により加熱昇温される温度、又はこの温度よりもやや高い温度のことである。具体的には、第２ヒータ４２の電源を入れずに第１ヒータ３０のみ電源を入れ、ステージ１１を例えば１２５［℃］程度まで昇温させたときに、下側カメラ１９の温度が例えば６５［℃］程度まで上昇する場合には、上記の所定温度を例えば６５［℃］〜８０［℃］程度に設定する。また、第２ヒータ４２の電源を入れずに第１ヒータ３０のみ電源を入れ、ステージ１１を例えば１５０［℃］程度まで昇温させたときに、下側カメラ１９の温度が例えば７５［℃］程度まで上昇する場合には、上記の所定温度を例えば７５［℃］〜９０［℃］程度に設定する。
【００３３】
尚、ここでは、第１ヒータ３０の電源を入れる「ステップ１」の後に、第２ヒータ４２の電源を入れる「ステップ２」を行う場合について説明したが、このステップ１とステップ２とを同時に行う、または、このステップ２の後にステップ１を行う構成としても良い。
次に、図３のステップ３で、Ｘ方向移動ステージ２３と、Ｙ方向移動ステージ２７とを必要に応じてそれぞれＸ軸２１、Ｙ軸２５に沿って動かして、下側カメラ１９の視野にアライメントマーク５０を入れる。そして、この下側カメラ１９のピントをアライメントマーク５０に合わせ、下側カメラ１９の視野の中心にアライメントマーク５０の中心を重ね合わせる。
【００３４】
次に、図３のステップ４で、下側カメラ１９のピントをアライメントマーク５０に合わせ、下側カメラ１９の視野の中心にアライメントマーク５０の中心を重ね合わせたときの支持ステージ１１を上側カメラ１７で撮影する。そして、この上側カメラ１７による画像情報から、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める。例えば、支持ステージ１１の表面全体に刻まれた格子状パターンのＸＹ平面内での位置から、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ）を求める。また、この格子状パターンに上側カメラ１７のピントを合わせたときの焦点距離から、この支持ステージ１１の座標位置（Ｚ）を求める。そして、求めた支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をプローバ１００に内蔵されたメモリ装置等に記憶させておく。
【００３５】
次に、上記のステップ３及び４を連続して複数回繰り返す（ステップ５）。例えば、ステップ４を終了してから１分経た後に、上記のステップ３及び４を再度連続して行う。そして、このようなステップ３及び４を計３回連続して行った後で、ステップ６へ進む。
ステップ６では、ステップ３及び４を複数回繰り返した中で、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変化が現れない、即ち、座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が安定しているかどうか確認する。ここで、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が安定している場合には、支持ステージ１１や、その周辺にある下側カメラ１９、Ｘ方向移動ステージ２３、Ｙ方向移動ステージ２７、及びこれらの駆動系の温度が安定し、その体積が略一定となっていると考えられる。
【００３６】
また、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が安定していない場合には、上述した下側カメラ１９や、Ｘ方向移動ステージ２３等の温度が未だ安定しておらず、僅かながらも膨張又は収縮していると考えられる。このような場合には、ステップ７へ進んでも、ウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせにずれが生じたり、これらの駆動系の動作が安定しなかったりするので、図３のステップ３へ戻る。
【００３７】
ステップ６で、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が安定している場合には、図３のステップ７へ進む。このステップ７では、上側カメラ１７と下側カメラ１９とを用いて、ウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせを行う。
プローバ１００を用いてＩＣチップの電気的特性を検査する場合には、このウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせを行った後で、ＩＣチップのパッド電極にプローブ針１５ａを接触させて、ＩＣチップに所定の試験信号を印加し、または出力信号を検出する。
【００３８】
なお、上述した支持ステージ１１や、その周辺にある下側カメラ１９、Ｘ方向移動ステージ２３、Ｙ方向移動ステージ２７、及びこれらの駆動系の温度は、ＩＣチップの電気的特性を検査している途中で、再び不安定になる可能性もある。そこで、ＩＣチップの電気的特性を連続して行う間に、図３のステップ３〜７を一定間隔毎に行うことが好ましい。例えば、ウエーハ１に作り込まれたＩＣチップが１００個であり、１００個のＩＣチップを６０分かけて一括して検査するような場合には、ＩＣチップを２５個検査する毎に、図３に示した位置合わせを行うと良い。
【００３９】
このように、本発明に係るプローブ検査方法によれば、従来方式と比べて、支持ステージ１１上に載置されたウエーハ１を第１ヒータ３０で加熱する際に、この第１ヒータ３０から下側カメラ１９への熱拡散を少なくすることができ、下側カメラ１９の温度を短時間で安定させることができる。
また、第１ヒータ３０等による加熱の影響を受けない平温領域に設けられたアライメントマーク５０に対して、この支持ステージ１１の位置が安定しているかどうかを確認することで、この支持ステージ１１と、この支持ステージ１１周辺のＸ方向移動ステージ２３とＹ方向移動ステージ２７、下側カメラ１９等の温度が安定したかどうかを判定することができる。
【００４０】
従って、気温や湿度、気圧等に関係なく、ウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせを精度良く行うことができ、ＩＣチップのパッド電極にプローブ針１５ａを正確に接触させることができる。また、プローブ検査を開始するまでの待ち時間を削減することも可能である。
この実施形態では、ＩＣチップが本発明の回路素子に対応し、ＩＣチップのパッド電極が本発明の回路素子の電極部に対応している。また、支持ステージ１１が本発明のステージに対応し、第１ヒータ３０が本発明の第１加熱手段に対応している。さらに、Ｘ方向移動ステージ２３と、Ｙ方向移動ステージ２７とが本発明の移動機構に対応している。また、下側カメラ１９が本発明の第１撮像手段に対応し、第２ヒータが本発明の第２加熱手段に対応している。さらに、上側カメラ１７が本発明の第２撮像手段に対応し、支持ステージ１１の座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が本発明のステージの位置情報に対応している。そして、プローバ１００が本発明のプローブ検査装置に対応している。
【００４１】
なお、この実施形態では、図３のステップ２で第２ヒータ４２の電源を入れて支持部４０を加熱し、この支持部４０で支えられた下側カメラ１９を所定温度まで昇温させる場合について説明した。しかしながら、支持ステージ１１上にウエーハ１を載せていない時も含めて、この第２ヒータ４２の電源を常時入れておき、下側カメラ１９の温度を第１ヒータ３０により加熱昇温される温度、例えば６５［℃］程度に常時保温し続けても良い。このような構成によれば、下側カメラ１９を常温（例えば、２５［℃］）から６５℃程度に昇温させる場合と比べて、温度の立ち上がりに要する時間がほとんどゼロとなるので、プローブ検査を開始するまでの待ち時間をさらに削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るプローブ検査装置１００の構成例を示す図。
【図２】第２ヒータ４２の取付位置の一例を示す図。
【図３】ウエーハ１とプローブ針１５ａとの位置合わせ方法を示すフローチャート。
【図４】従来例に係るプローバ２００の構成例を示す図。
【図５】支持ステージ２１１の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１  ウエーハ、１１  支持ステージ、１３  テストヘッド、１５  プローブカード、１５ａ  プローブ針、１６  カメラブリッジ、１７  上側カメラ、１９  下側カメラ、２１  Ｘ軸、２３  Ｘ方向移動ステージ、２５  Ｙ軸、２７  Ｙ方向移動ステージ、３０  第１ヒータ、４０  支持部、４２  第２ヒータ、５０  アライメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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